Bombas. Hidráulica básica para bomberos

La hidráulica estudia el comportamiento de los líquidos en reposo y en movimiento. Para el bombero, los conceptos clave son la presión (fuerza por unidad de superficie, medida habitualmente en bar o kg/cm²), el caudal (volumen de agua que pasa por un punto en la unidad de tiempo, en litros por minuto) y la pérdida de carga (la disminución de presión que experimenta el agua al circular por las mangueras y accesorios, debida al rozamiento).

La presión disponible en la lanza depende de la presión que proporciona la bomba menos las pérdidas de carga por rozamiento y menos (o más) la diferencia de altura entre la bomba y la lanza. Comprender esta relación permite ajustar la impulsión para conseguir un chorro eficaz.

Datos clave

• Presión (bar o kg/cm²), caudal (litros/minuto) y pérdida de carga (rozamiento).
• Presión en lanza = presión de la bomba − pérdidas de carga ± desnivel.

Las pérdidas de carga aumentan con la longitud de la línea de mangueras, con el caudal y, muy especialmente, al disminuir el diámetro de la manguera (a menor diámetro, mucha mayor pérdida). También las producen los accesorios (bifurcaciones, racores, codos).

El desnivel influye de forma directa: cuando la lanza está más alta que la bomba, hay que vencer la altura (se pierde aproximadamente 1 bar por cada 10 metros de elevación); cuando está más baja, el desnivel suma presión. Por eso, en intervenciones en altura o en sótanos, el operador de la bomba debe corregir la presión de impulsión para compensar estos efectos y entregar en la lanza la presión adecuada.

Datos clave

• Las pérdidas aumentan con la longitud, el caudal y, sobre todo, al reducir el diámetro; también con los accesorios.
• Desnivel: ~1 bar por cada 10 m (resta si la lanza está más alta; suma si está más baja).

Las bombas son máquinas que aportan energía al agua para impulsarla. En el ámbito de los bomberos predominan las bombas centrífugas, que comunican energía al agua mediante un rodete (impulsor) que gira a gran velocidad dentro de una carcasa, transformando la energía de velocidad en presión.

Existen también bombas volumétricas o de desplazamiento positivo (alternativas y rotativas), que desplazan volúmenes fijos de líquido y son capaces de generar altas presiones o de funcionar como bombas de cebado. Según la presión que proporcionan, las bombas de los vehículos pueden ser de baja presión, de alta presión o combinadas (mixtas), adaptándose a las distintas necesidades de la extinción.

Datos clave

• Centrífugas (rodete): caudal continuo y regular; las más habituales.
• Volumétricas / de desplazamiento positivo: altas presiones o función de cebado.
• Según presión: de baja, de alta o mixtas.

En la bomba centrífuga, el agua entra por el centro (oído) del rodete y, al girar este, es impulsada hacia la periferia por la fuerza centrífuga, ganando velocidad; al pasar al cuerpo de la bomba (de sección creciente), esa velocidad se transforma en presión, y el agua sale por la impulsión.

Sus ventajas son la entrega de un caudal continuo y regular, la sencillez y la fiabilidad. Su principal limitación es que no es autoaspirante: necesita estar llena de agua (cebada) para funcionar, ya que no es capaz de aspirar aire por sí sola. Por ello, cuando aspira de una fuente situada por debajo (un río, una balsa), requiere un sistema de cebado.

Datos clave

• El agua entra por el centro (oído) del rodete y sale a la periferia ganando velocidad → presión.
• Ventajas: caudal continuo, sencillez y fiabilidad.
• No es autoaspirante: necesita estar cebada (llena de agua).

Para aspirar agua de una fuente abierta más baja que la bomba (aspiración en carga negativa), se emplea un dispositivo de cebado que extrae el aire de la manguera de aspiración y del cuerpo de la bomba, permitiendo que la presión atmosférica empuje el agua hacia su interior. La altura geométrica de aspiración tiene un límite práctico (en torno a 7 metros), inferior al teórico, por las pérdidas.

La cavitación es un fenómeno perjudicial que se produce cuando la presión en la aspiración cae tanto que el agua se vaporiza formando burbujas que, al colapsar bruscamente en zonas de mayor presión, dañan el rodete, reducen el rendimiento y generan ruido y vibraciones. Se evita no exigiendo a la bomba más caudal del que puede aspirar y vigilando las condiciones de aspiración.

Datos clave

• Cebado: extrae el aire para que la presión atmosférica empuje el agua; altura práctica de aspiración ~7 m.
• Cavitación: vaporización del agua por baja presión en la aspiración; daña el rodete y reduce el rendimiento.
• Se evita no exigiendo más caudal del que se puede aspirar.